Исследователи обнаружили, что ИИ имеет множество преимуществ при проектировании микрочипов

Специализированная конструкция микрочипов обрабатывает сигналы на переднем крае беспроводной технологии, что является удивительным достижением миниатюризации и инженерии. Однако их конструкция сложна и дорога.

Теперь исследователи из Принстонского инженерного университета и Индийского технологического института использовали искусственный интеллект, чтобы сделать ключевой шаг к сокращению времени и стоимости проектирования микрочипов и открытию новых функций для удовлетворения растущего спроса на улучшенную скорость и производительность беспроводной связи.

Они использовали ИИ, чтобы создавать сложные электромагнитные конструкции и связанные с ними схемы в микросхемах на основе конструктивных параметров. То, что раньше требовало недель высококвалифицированного труда, теперь можно выполнить за несколько часов.

Кроме того, искусственный интеллект, стоящий за новой системой, создал новую конструкцию микрочипа с необычными схемами.

Каушик Сенгупта, ведущий исследователь, сказал, что проекты не были интуитивными и вряд ли могли быть разработаны человеческим разумом. Но они часто предлагают заметные улучшения даже по сравнению с лучшими стандартными чипами.

«Мы создаем сложные структуры произвольной формы, и при подключении к схемам они создают ранее недостижимые характеристики. Люди не могут их понять, но они могут работать лучше», — объяснил он.

На пути к энергоэффективному дизайну чипов

Эти схемы могут быть спроектированы для более энергоэффективной работы или работать в огромном диапазоне частот, что в настоящее время невозможно.

Кроме того, новый чип проектирует сложные структуры за считанные минуты, тогда как на выполнение традиционных алгоритмов могут уйти недели. В некоторых случаях новая методология может создавать структуры, которые невозможно синтезировать с помощью существующих методов.

Удай Ханходже, соавтор и доцент кафедры электротехники в ИИТ Мадраса, сказал: «ИИ не только ускоряет трудоемкое электромагнитное моделирование, но также позволяет исследовать до сих пор неизведанное пространство проектирования и предлагает захватывающие дух и высокие производительность. устройства, которые противоречат обычным эмпирическим правилам и человеческой интуиции.

Проблемы с существующим дизайном микрочипа

Беспроводные микрочипы представляют собой комбинацию стандартных электронных схем, подобных тем, которые используются в компьютерных чипах, и электромагнитных структур, включая антенны, резонаторы, делители сигналов, сумматоры и другие.

Эти комбинации элементов собраны вместе в каждом блоке схемы, тщательно изготовлены вручную и совместно разработаны для оптимальной работы. Затем этот метод распространяется на другие схемы, подсистемы и системы, что делает процесс проектирования чрезвычайно сложным и трудоемким, особенно для современных высокопроизводительных микросхем, используемых в таких приложениях, как беспроводная связь, автономное вождение, радары и распознавание жестов.

«Обычные конструкции тщательно собирают эти схемы и электромагнитные элементы по частям, так что сигнал проходит через чип так, как мы хотим. Изменяя эти структуры, мы добавляем новые свойства», — сказал Сенгупта.

Может быть трудно понять необъятность проектного пространства микрочипа. Схемы продвинутого чипа настолько малы, а геометрия настолько детальна, что количество возможных конфигураций чипа превышает количество атомов во Вселенной.

Человек не может понять этот уровень сложности, поэтому дизайнеры и не пытаются. Они создают чипы снизу вверх, добавляя компоненты по мере необходимости и корректируя конструкцию по мере их создания.

Как использование ИИ решает эти проблемы

Исследователи использовали ИИ для разработки электромагнитных структур, разработанных совместно со схемами для создания широкополосных усилителей.

Будущие исследования будут включать в себя объединение нескольких структур и разработку целых беспроводных чипов с использованием микрочипов искусственного интеллекта.

Сенгупта сказал: «Теперь, когда это показало многообещающие результаты, предпринимаются большие усилия по разработке более сложных систем и конструкций.

В заключение он сказал: «Это лишь верхушка айсберга того, что ждет эту область в будущем. »